NUEVA VISION SOBRE CARGA MEDIA REAL EN TDs EN … · Nótese que los niveles de sobrecarga y su...
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Orlando Giraldo Installed capacity of Distribution Transformers. The problem and a solution proposal. 1 HJ International Latin America, Inc. Nueva visión sobre carga media real de transformadores de distribución en redes Latinoamericanas. La situación y los caminos de solución Argumentos basados en IEEE C57.91-1995 (R2004) HJ International Latin America, Inc. DEFINICION 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1 4 7 10 13 16 19 22 Carga p.u. rms equiv Trafo p.u. Valor RMS de la curva de demanda, kVA Cm = ---------------------------------------------------- kVA nominales del transformador HJ International Latin America, Inc. Sobre los ciclos de carga equivalentes Nótese que los niveles de sobrecarga y su duración son extraídos de las propias curvas reales de carga y no de una norma…!! El concepto acumulativo de la perdida de vida… …día, mes, año, toda la vida…
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Orlando Giraldo
Installed capacity of Distribution Transformers. The problem and a solution proposal. 1
HJ International Latin America, Inc.
Nueva visión sobre carga media real de transformadores de distribución
en redes Latinoamericanas.
La situación y los caminos de solución
Argumentos basados en IEEE C57.91-1995 (R2004)
HJ International Latin America, Inc.
DEFINICION
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1 4 7
10
13
16
19
22
Carga p.u.
rms equiv
Trafo p.u.
Valor RMS de la curva de demanda, kVA
Cm = ----------------------------------------------------
kVA nominales del transformador
HJ International Latin America, Inc.
Sobre los ciclos de carga equivalentesNótese que los niveles de sobrecarga y su duración son
extraídos de las propias curvas reales de carga y no de una norma…!!
El concepto acumulativo de la perdida de vida…
…día, mes, año, toda la vida…
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Ciclos de carga equivalentesIEEE C57.91-1995
Un transformador sometido a cualquiera de estos 3 ciclos presenta el mismo comportamiento en términos de energía
Mientras el valor RMS de la curva de demanda se encuentre por debajo de la capacidad nominal del transformador, la perdida de vida estará por
debajo de la máxima permitida!!
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Diagrama de temperaturas
GRALTAGRUPO DE INVESTIGACION
EN ALTA TENSION
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Diagrama de temperaturas
Medición directa (termocuplas)
Medición indirecta (resistencia)
Calculado (recomendaciones IEEE)
GRALTAGRUPO DE INVESTIGACION
EN ALTA TENSION
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Sobre los limites de carga y temperaturaPara operaciones por encima de carga nominal
Según IEEE C57.91 – Tabla 6TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION
Temperatura en el punto mas caliente del conductor: 200degC
Carga de corta duración (media hora o menos): 300%
Temperatura en el nivel superior del aceite: 120degC
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Sobre los limites de carga y temperaturaPara operaciones por encima de carga nominal
Según IEEE C57.91 – Tabla 7TRANSFORMADORES DE POTENCIA
Temperatura en el punto mas caliente del conductor: 180degC
Carga de corta duración (media hora o menos): 200%
Temperatura en el nivel superior del aceite: 110degC
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Como debería hacerse unensayo de calentamiento COMPLETO…
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DEFINICION:Factor de carga media energética
• Facturación anual en GWh
Fcme = --------------------------------------------------
CITD * fp * 24 * 360
CITD: Capacidad Instalada en Transformadores de
Distribución, GVA
fp: Factor de potencia global del sistema
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Cargabilidad media de transformadores de distribución en
el sistema (Ejemplo)
0-10%
>25%
10-25%
• Las potencias medias en la red pueden ser disminuidas en factores que van desde 2 hasta 5 !!
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Para las pérdidas y costos de kVA típicos que encontramos en las redes Latinoamericanas, el costo mínimo operativo se encuentra para
Cm entre 50% y 75% de la capacidad nominal de los TDs
DIMENSIONAMIENTO OPTIMO
0
20,000
40,000
60,000
80,000
100,000
120,000
15% 25% 60% 80% 110%
La
USD
Costo total
Costo energia
Costo activos
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EL COMPROMISO…
DONDE ESTAMOS HOY:
DONDE TENEMOS QUE ESTAR:
Cm = 15 %
Cm = 60 to 75 %
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Determinación de la demanda real
La medición indirecta – CEMIG (Gemini)
Administración de activos por perdida de vida acumulada
Compara la energía vendida a los usuarios conectados al
transformador con la energía que el transformador es capaz
de entregar
No contabiliza las perdidas reales en el sitio de instalacion
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Medición directa de la energía entregada por el transformador
• Se asocia la lectura con la energía vendida a los usuarios conectados al equipo.
• Si se asocia la energía entregada por el transformador a un perfil de carga, se tiene una visión precisa del porcentaje de carga.
(Fuente: Redes de EEPPM)
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Otras variantes ensayadas actualmente
• Medición digital
• Lectura remota
• Señal remota
(Fuente: Redes de EEPPM)
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Distribución de cargas en una red con dimensionamiento óptimo
• ZONA CRITICA CON NECESIDAD DE PROTECCION TERMICA ADECUADA
• Ejemplo: Cm/Fd (0.60/0.65 =0.92)
ZONA
DE
CARGA
CRITICA
CARGA MEDIA
50 – 75 %
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E S T A T O D O C L A R O ?
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Factores a considerar para el dimensionamiento óptimo con base en el consumo de energía
• CURVA DE CARGA REAL O CARACTERIZADA Y SUS 2 CICLOS EQUIVALENTES
• DETERMINAR VALOR RMS DE CURVA DE CARGA CON BASE EN CONSUMO REAL
• PROYECTAR CURVA DE CARGA A NO MAS DE 5 ANOS
• DEFINIR UN TAMANO DE EQUIPO QUE LLEGUE A SU CARGA OPTIMA EN EL TIEMPO PROYECTADO
• SELECCIONAR UNA PROTECCION TERMICA ADECUADA
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El tipo de transformador a utilizar en un ambiente de carga optimizada
Para operar exitosamente transformadores de distribución en niveles de Cm entre 50 y 75% se considera imperativo que las protecciones
del transformador identifiquen aquellos niveles de sobrecarga en magnitud y duración que causen perdida de vida por encima de la
máxima permitida
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Las áreas de Protección de Sobre-corrientesen un transformador...
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El tipo de transformador a utilizar enambientes de carga óptima y
LA DEFINICION DE LAS PROTECCIONES A UTILIZAR…
• Énfasis en el control del comportamiento térmico (seguimiento
a las corrientes de carga y a las temperaturas al interior)
• Gerencia de activos en la red
• Reducción de costos de instalación
• Reducción significativa del índice global de fallas de transformadores en el sistema de distribución
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El tipo de transformador a utilizar en un ambiente de carga óptima…
Señal luminosa
o
Envío de información remota
Privilegiando la necesidad de interrumpir cargas peligrosas y hasta encontrar una mejor solución estamos instalando
transformadores CSP para proveer una protección térmica exacta y la capacidad de interrumpir en sitio
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La solución que ofrece el transformador autoprotegido...
AUTOPROTEGIDOCONVENCIONAL
CAJA NEGRA
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La solución que ofrece el transformador autoprotegido...
PARARRAYOS AT
INTERRUPTOR EN BT
FUSIBLES
PARARRAYOS BT
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La solución que ofrece el transformador autoprotegido...
SENAL
LUMINOSA
PALANCA & CONTROL DE EMERGENCIA
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La lámpara de señalización como elemento para efectuar gerencia efectiva de carga y de activos
Papel en el balanceo de cargas
• APAGADA
• SITUACION NORMAL DE RED Y DE CARGA
• ENCENDIDA
• SITUACION ANORMAL DE RED O DE CARGA
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Una aplicación práctica del modelo propuesto
Caso CFE – Distrito Veracruz
Red piloto utilizada para dimensionamiento con Cm optimo
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Resumen del proyecto piloto efectuado en la Ciudad de Veracruz – México
1. RED ANTIGUA OPTIMIZADA2. Cantidad TD 39 393. KVA medio 43.1 16.84. Total KVA 1,722.5 6555. Kwh./ano 1,012,283 1,012,2836. Fcme 15.2% 39%7. Costo capitalizado US$65.8k US$34.4k
equipos + pérdidas8. % Costo capitaliz. 100% 52.2%9. Tipo TD Convencional CSP
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Resumen del proyecto piloto efectuado en la Ciudad de Veracruz – México
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Puntos clave para una aplicación exitosa...
COORDINACION DE PROTECCIONES Y ENSAYOS REALES DE PROTECCION DE SOBRECARGA
( ) kk TTTR
RT −+= 0
0
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Al hacer una evaluación económica de un proyecto con transformadores
convencionales vs. autoprotegidos
EL TAMANO DE LOS TRANSFORMADORES COMPARADOS ES DIFERENTE !!
AUTOPROTEGIDOCONVENCIONAL
kVA = X kVA = X/2
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La experiencia en México valió la pena…
Carta de la Sub-dirección de CFE
dando constancia de los logros alcanzados
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F I N
NATALIA
Otras recomendaciones:
El caso de transformadores en Subestaciones de Distribución
Cables de distribución secundaria y primaria
Orlando Giraldo – Sales and Operations Manager - HJ International Latin [email protected] – USA (636) 677 3421 – (Colombia) 57 1 478 4141
![[TDS]Bahamut - Episodio 05D](https://static.fdocuments.mx/doc/165x107/55cf8f24550346703b99548b/tdsbahamut-episodio-05d.jpg)
